怎样提高钻孔灌注桩成孔质量

是毕业论文题目要求1.5万字

杨贞贵 (福建省金通建设集团有限公司,福州 350011)摘 要 钻孔灌注桩被普遍应用于桥梁基础,关系到整个工程的质量,本文就钻孔灌注桩施工中常见的孔壁坍塌、孔位倾斜、孔底沉渣过多,卡管等问题的原因进行分析,并提出相应的预防措施和处理意见。关键词 钻孔灌注桩 坍塌 倾斜 卡管 断层 预防与处理 钻孔灌注桩由于对各种地质条件的适应性,施工工艺成熟,简单易操作且设备投入不是很大,因此在桥梁基础中得到广泛的应用。但由于钻孔灌注桩施工大部分在地下及水下进行,其施工过程不易观察,成桩后也不能进行开挖验收,施工中的任何一个环节出现问题,都将直接影响整个工程的质量和进度,甚至给投资者造成巨大的经济损失和不良的社会影响。因此,必须加强施工全过程中各环节的质量监控,采取各种有效的预防措施,保证或提高钻孔灌注桩的成桩质量。1 常见的施工问题原因分析及处理以下笔者结合在钻孔灌注桩施工中的经验,浅谈几个常见问题出现的原因及预防处理。1.1孔壁坍塌(1)原因:主要有土质松散,泥浆护壁不良,遇有溶洞、裂缝,护筒内水位过高,钻进速度过快,空钻时间过长,成孔后灌注时间过长等。(2)预防措施:严格根据设计要求及桩位的水文地质情况选择适当的钻进方法,并确定护筒的埋置深度,当钻孔内有承压水时,护筒应高于稳定后的承压水位2.0m以上,若地下水位不明,不稳时,则应先做试桩。根据钻孔的工程地质情况、空位、钻机性能、泥浆材料等选择合适的泥浆,在钻进过程中增加取样次数,时刻判明地质及泥浆护壁情况,并做好记录。成孔后,待灌时间一般不大于3小时,因此,钢筋笼在钻进过程中应加工完善。吊装及焊接的过程中要对准孔位并尽量缩短时间,在灌注过程中保持施工质量的情况下,尽量缩短灌注时间。(3)处理方案:一旦发生坍孔,应立即采取相应措施。坍孔不严重时,可回填片石或土到坍孔位以上,采取改善泥浆性能,加高水头,深埋护筒等措施,继续钻进。在坍孔较严重时,则应将钻孔全部回填,待回填稳定后方可重钻。1.2孔位倾斜(1)原因:钻机支架不稳,地质松软不均,土层呈倾斜状分布,遇探头石及其他硬物等。(2)预防措施:在钻机就位前,场地必须平整、夯实,钻机就位时,转盘中心与钻架上起吊轮在同一轴线。应尽量采用自重大,钻杆刚度大的钻机。(3)处理:当进入不均匀地层、倾斜状地层以及遇到探头石及其他硬物时,钻进速度要慢,并在倾斜处吊起钻头反复扫钻多次,以削去硬物,使孔位正直,当倾斜严重时,则应回填粘质土至倾斜处0.5m以上,待稳定后重新钻进。1.3孔底沉渣厚度过大(1)原因:清孔不干净或未进行二次清孔;泥浆比重过小或注入量不足,无法将沉渣浮起;钢筋笼吊放过程中未对准孔位而碰撞孔壁使泥土坍落桩底;清孔后待灌时间过长,致使泥浆重新沉淀等。(2)预防措施:成孔后,应根据设计要求、钻进方法、机具设备条件和地层情况等控制泥浆的比重和粘度,并通过提取泥浆试样,进行泥浆性能指标试验,不得用清水进行置换。钢筋笼吊装时,应使钢筋笼的中心与桩的中心保持一致,避免碰撞孔壁,并采用先进的工艺加快钢筋笼的对接速度,减少空孔时间,防止沉渣重新沉淀。(3)处理方案:灌注混凝土前,应重新测定沉淀厚度,如沉淀量不符合规范要求,则应利用导管进行二次清孔,直至沉淀厚度、泥浆比重等均符合规范要求。并保证首批混凝土的数量,使导管首次埋置深度大于1.0m,以利用混凝土的冲击力彻底清除孔底沉渣。1.4卡管(1)原因:初灌时导管离孔底太近,防水栓堵管;混凝土的级配或水灰比不正确,流动性、和易性差,出现离析;混凝土中粗骨料粒径过大;混凝土浇筑不连续,在导管中停留时间过长,以及导管进水等等。(2)预防措施:加强对水下混凝土质量的控制,选用级配良好的中砂;控制粗骨料的最大粒径,不得大于导管直径和钢筋笼主筋最小净距的1/4,且小于40mm;控制水灰比,或适当掺加外加剂,保证水下混凝土良好的流动性和和易性;控制导管底与柱孔底的间距,一般为0.4m,防止隔水栓卡管;导管使用前应进行水密承压和接头抗拉试验,防止因导管进水导致离析及卡管。(3)处理方案:一旦发生卡管,应分析原因,并将导管拔出,若原混凝土表面尚未初凝,可用新导管重新插入后继续浇筑并采取补强处理;若无法继续灌注,则应将已灌桩做废弃处理,孔内回填稳定后重新成孔。1.5钢筋笼上浮(1)原因:主要是由灌注混凝土时的强大冲击力引起的。(2)预防措施:可以在钢筋笼上施压重物,并在上端焊定位筋。当灌注的混凝土顶面距钢筋骨架底部1m左右时,应降低混凝土的灌注速度。当混凝土面进入钢筋笼一定深度后,可适当提升导管,增加钢筋笼的埋深,增加钢筋与混凝土的握裹力,以保证钢筋笼不上浮。1.6断桩夹层(1)原因:首批混凝土数量不足,导管拔离混凝土面等。(2)预防措施:严格控制首批混凝土数量,首批混凝土的数量应能满足导管首次埋置深度(≥1.0m)和填充导管底部的需要。如图所示。所需混凝土数量由式(1)计算,计算示意图参见图1。V≥ (H1+H2) πD2/4+ h1πd2/4 …………(1)式中,V-灌注首批混凝土数量;D-桩孔直径;H1-桩孔底至导管底端距离,一般为0.4m;H2-导管初次埋置深度;d-导管内径;h1-桩孔内混凝土达到埋置深度H 时,导管内混凝土柱平衡导管外压力所需要的高度。
图1 首批混凝土数量的严格控制在灌注过程中,严格控制导管的提升,经常测探井孔内混凝土面的高度,以确定提管高度和拆管节数,防止导管底口拔出已灌混凝土表面。混凝土的埋管深度宜保持在2-6m。(3)处理方案:若一旦由于疏忽或机械制动失误,导致导管底口拔离混凝土表面,则应将导管重新清洗拼装,并塞住底口压入已浇筑混凝土表面以下2.5m,然后按初灌混凝土的要求灌注。1.7短桩(1)原因:由于施工人员的疏忽,未及时探明混凝土表面高度;在灌注过程中,孔壁局部小塌方,施工人员未发现,未处理,仍按原计算的混凝土量浇筑后即拔离导管。(2)预防及处理:一旦发生短桩,可迅速插入一小直径护筒至原混凝土内,用吸泥机吸出坍方土和沉淀土后重新下导管灌注,但应在上下断层间加以补强。2 结语总之,钻孔灌注桩施工工艺虽已成熟,技术难度不大,但由于其多为地下施工的不可见性,施工人员应认真学习相关规范,熟悉各项技术要求,不断提高自身水平,并做好事先指导和技术交底工作,确保各环节都能严格按照规范要求施工,并做好预防措施,使每根桩的质量都能得到保证,最终使整个工程达到预期的目标。 参考文献[1]公路工程质量检验评定标准(土建分册)(JTG F80/1-2004)[2]公路桥涵施工技术规范(JTJ 041-2000 )[3] 公路工程施工监理规范(JTG G10-2006)
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第1个回答  推荐于2016-06-17
  要提高钻孔灌注桩成孔质量,必须严防在施工过程中出现以下7个问题:
  1.孔壁坍塌
  (1)原因:主要有土质松散,泥浆护壁不良,遇有溶洞、裂缝,护筒内水位过高,钻进速度过快,空钻时间过长,成孔后灌注时间过长等。
  (2)预防措施:严格根据设计要求及桩位的水文地质情况选择适当的钻进方法,并确定护筒的埋置深度,当钻孔内有承压水时,护筒应高于稳定后的承压水位2.0m以上,若地下水位不明,不稳时,则应先做试桩。根据钻孔的工程地质情况、空位、钻机性能、泥浆材料等选择合适的泥浆,在钻进过程中增加取样次数,时刻判明地质及泥浆护壁情况,并做好记录。成孔后,待灌时间一般不大于3小时,因此,钢筋笼在钻进过程中应加工完善。吊装及焊接的过程中要对准孔位并尽量缩短时间,在灌注过程中保持施工质量的情况下,尽量缩短灌注时间。
  (3)处理方案:一旦发生坍孔,应立即采取相应措施。坍孔不严重时,可回填片石或土到坍孔位以上,采取改善泥浆性能,加高水头,深埋护筒等措施,继续钻进。在坍孔较严重时,则应将钻孔全部回填,待回填稳定后方可重钻。
  2.孔位倾斜
  (1)原因:钻机支架不稳,地质松软不均,土层呈倾斜状分布,遇探头石及其他硬物等。
  (2)预防措施:在钻机就位前,场地必须平整、夯实,钻机就位时,转盘中心与钻架上起吊轮在同一轴线。应尽量采用自重大,钻杆刚度大的钻机。
  (3)处理:当进入不均匀地层、倾斜状地层以及遇到探头石及其他硬物时,钻进速度要慢,并在倾斜处吊起钻头反复扫钻多次,以削去硬物,使孔位正直,当倾斜严重时,则应回填粘质土至倾斜处0.5m以上,待稳定后重新钻进。
  3.孔底沉渣厚度过大
  (1)原因:清孔不干净或未进行二次清孔;泥浆比重过小或注入量不足,无法将沉渣浮起;钢筋笼吊放过程中未对准孔位而碰撞孔壁使泥土坍落桩底;清孔后待灌时间过长,致使泥浆重新沉淀等。
  (2)预防措施:成孔后,应根据设计要求、钻进方法、机具设备条件和地层情况等控制泥浆的比重和粘度,并通过提取泥浆试样,进行泥浆性能指标试验,不得用清水进行置换。钢筋笼吊装时,应使钢筋笼的中心与桩的中心保持一致,避免碰撞孔壁,并采用先进的工艺加快钢筋笼的对接速度,减少空孔时间,防止沉渣重新沉淀。
  (3)处理方案:灌注混凝土前,应重新测定沉淀厚度,如沉淀量不符合规范要求,则应利用导管进行二次清孔,直至沉淀厚度、泥浆比重等均符合规范要求。并保证首批混凝土的数量,使导管首次埋置深度大于1.0m,以利用混凝土的冲击力彻底清除孔底沉渣。
  4.卡管
  (1)原因:初灌时导管离孔底太近,防水栓堵管;混凝土的级配或水灰比不正确,流动性、和易性差,出现离析;混凝土中粗骨料粒径过大;混凝土浇筑不连续,在导管中停留时间过长,以及导管进水等等。
  (2)预防措施:加强对水下混凝土质量的控制,选用级配良好的中砂;控制粗骨料的最大粒径,不得大于导管直径和钢筋笼主筋最小净距的1/4,且小于40mm;控制水灰比,或适当掺加外加剂,保证水下混凝土良好的流动性和和易性;控制导管底与柱孔底的间距,一般为0.4m,防止隔水栓卡管;导管使用前应进行水密承压和接头抗拉试验,防止因导管进水导致离析及卡管。
  (3)处理方案:一旦发生卡管,应分析原因,并将导管拔出,若原混凝土表面尚未初凝,可用新导管重新插入后继续浇筑并采取补强处理;若无法继续灌注,则应将已灌桩做废弃处理,孔内回填稳定后重新成孔。
  5.钢筋笼上浮
  (1)原因:主要是由灌注混凝土时的强大冲击力引起的。
  (2)预防措施:可以在钢筋笼上施压重物,并在上端焊定位筋。当灌注的混凝土顶面距钢筋骨架底部1m左右时,应降低混凝土的灌注速度。当混凝土面进入钢筋笼一定深度后,可适当提升导管,增加钢筋笼的埋深,增加钢筋与混凝土的握裹力,以保证钢筋笼不上浮。
  6.断桩夹层
  (1)原因:首批混凝土数量不足,导管拔离混凝土面等。
  (2)预防措施:严格控制首批混凝土数量,首批混凝土的数量应能满足导管首次埋置深度(≥1.0m)和填充导管底部的需要。在灌注过程中,严格控制导管的提升,经常测探井孔内混凝土面的高度,以确定提管高度和拆管节数,防止导管底口拔出已灌混凝土表面。混凝土的埋管深度宜保持在2-6m。
  (3)处理方案:若一旦由于疏忽或机械制动失误,导致导管底口拔离混凝土表面,则应将导管重新清洗拼装,并塞住底口压入已浇筑混凝土表面以下2.5m,然后按初灌混凝土的要求灌注。
  7.短桩
  (1)原因:由于施工人员的疏忽,未及时探明混凝土表面高度;在灌注过程中,孔壁局部小塌方,施工人员未发现,未处理,仍按原计算的混凝土量浇筑后即拔离导管。
  (2)预防及处理:一旦发生短桩,可迅速插入一小直径护筒至原混凝土内,用吸泥机吸出坍方土和沉淀土后重新下导管灌注,但应在上下断层间加以补强。
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